Überregionale Anforderungen an die Reduktion von

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1 Fachgespräch Phosphor 17./18. Mai 2017 Überregionale Anforderungen an die Reduktion von Phosphor Dr. Wera Leujak, Umweltbundesamt, Fachgebiet II 2.3 Meeresschutz Fotos: W. Leujak

2 Vortragsinhalte im Überblick Nordsee Eutrophierungszustand, angestrebte Reduktionsziele, Verschiebung der N/P Verhältnisse Ostsee Eutrophierungszustand, P Reduktionsziel des Ostseeaktionsplans & follow-up, atmosphärische P-Deposition, HELCOM Maßnahmen, P- Rücklösung aus dem Sediment, Interne Maßnahmen Ziele der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie Schlussfolgerungen

3 Eutrophierungszustand der Nordsee gemäß OSPAR NichtProblemgebiet Potentielles Problemgebiet Datenbasis Brockmann et al Problemgebiet OSPAR 2017

4 OSPAR Reduktionsziele 2. Internationale Nordseeschutzkonferenz 1987 politisches Reduktionsziel 50% bis 1995 Fortschreibung des Ziels auf der 4. Nordseeschutzkonferenz 1995 Ziel gilt bis heute und wurde bisher nicht von allen Nordseeanrainern erreicht (UK,SE); letztes follow-up erfolgte basierend auf Daten bis 2005 OSPAR Nordostatlantikstrategie: 2020 sollen alle OSPAR-Gebiete den Zustand Nicht-Problemgebiet haben; bis 2011 sollen individuelle Reduktionsziele für Problemgebiete gesetzt werden Bisher kein gemeinsames Vorgehen in OSPAR Modellierungsansätze betrachten bisher nur Stickstoff National: ECOHAM Modell (Uni Hamburg) wird in 2017 DIP /TP Reduktion implementieren Für DE: Seit 1983 Rückgang der bilanzierten Phosphoreinträge um 70% : 44% aus der Landwirtschaft, 35% aus Punktquellen

5 Verschiebung der N:P-Verhältnisse in der Nordsee Aktuelle Studie von Burson et al Unbalanced reduction of nutrient loads has created an offshore gradient from phosphorus to nitrogen limitation in the North Sea Küstennahe N:P-Verhältnisse von 375:1, in der zentralen Nordsee 1:1 Beeinflusst Wachstum, Artenzusammensetzung und Nahrungsqualität des Phytoplanktons Phaeocystis-Blüten nehmen ab, aber HABs (Dino- und Nanoflagellaten) nehmen zu Hohe C:P Verhältnisse des Phytoplanktons bedingen schlechte Nahrungsqualität für Zooplankton und benthische Filtrierer Redfield Ratio C:N:P = 106:16:1

6 DIN:DIP-Verhältnisse in der deutschen Nordsee Ergebnisse der nationalen OSPAR COMP 3 (Brockmann et al. 2017), Mittelwerte (Winter Oktober-März) 10:1 9:1 15:1 17:1 28:1 24:1 Zielwert OSPAR ist 50% über Redfield Ratio (24:1) für alle Gewässer 32:1 41:1 35:1 48:1 132:1 180:1 180:1

7 Der Eutrophierungszustand der Ostsee gemäß HELCOM Datenbasis HELCOM 2017

8 Besondere Rolle von Phosphor in der Ostsee Blaualgenblüte auf der zentralen Ostsee im Juli 2015 Reduktion der Stickstoffeinträge in die Ostsee wird durch Stickstofffixierung der Cyanobakterien teilweise kompensiert (ähnlich wie in Seen) Deshalb ist eine Reduktion der Phosphoreinträge effektiver, um die Eutrophierung zu bekämpfen Quelle: ESA, bereitgestellt von Brockmann Consult

9 Bewertung der DIP-Konzentrationen in der Ostsee Bewertung der DIN-Konzentrationen Daten (Indicator fact sheet HELCOM 2017) Seit 1983 Rückgang der bilanzierten Phosphoreinträge um 78% : 64% aus der Landwirtschaft, 20% Punktquellen

10 Nährstoffreduktionsziele des HELCOM Ostseeaktionsplans Erste Festlegung von Nährstoffreduktionszielen erfolgte bereits für den Ostseeaktionsplan 2007 Wissenschaftliche Revision begann 2011 mit der Erarbeitung gemeinsamer Schwellenwerte für Eutrophierungsparameter (TARGREV-Projekt) BALTSEM: physikalisch-biogeochemisches 2D Modell, 7 horizontal homogene Becken Sensitivitätsanalyse: systematische Modellsimulationen mit reduzierten Nährstoffeinträgen (beginnend mit zentraler Ostsee) zur Abschätzung der maximal erlaubten Nährstoffeinträge Ministertreffen 2013 Beschluss überarbeiteter Nährstoffreduktionsanforderungen Reduktion der Phosphoreinträge um 41% (Stickstoffeinträge nur um 15%) gegenüber dem Referenzzeitraum Maximal erlaubte Nährstoffeinträge (MAI) und erforderliche Reduktionen Quelle: HELCOM Ministererklärung 2013

11 Nährstoffreduktionsziele des HELCOM Ostseeaktionsplans Gesamteintrag pro Becken Erforderliche Reduktion Maximal erlaubter Eintrag (MAI) Maximal erlaubte Nährstoffeinträge (CART) Erforderliche Reduktion x Länderanteil = länderspezifische Reduktionsanforderungen (CART) Verfahren ist komplex Berücksichtigung der Retention Verursacherprinzip, Berücksichtigung von grenzüberschreitenden Einträgen Berücksichtigung der Reduktionen in der Schifffahrt (NECA) und der Implementierung des Göteborg-Protokolls 2 Polnische Fußnote: At this point in time Poland accepts the Polish Country Allocated Reduction Targets as indicative due to the ongoing national consultations, and confirms their efforts to finalize these consultations as soon as possible.

12 Follow-Up der Phosphorreduktionsziele des Ostseeaktionsplans

13 Follow-Up der Phosphoreinträge in die Ostsee für Deutschland HELCOM 2015: Datenbasis Phosphor Zentrale Ostsee Danish Straits Eintragsschwelle Eintrag Eintrag 2012 einschließlich statist. Unsicherheit Verbleibende Reduktionserfordernisse Während es DE gelingen könnte, die Stickstoffreduktionsanforderungen des Ostseeaktionsplans bis 2021 zu erfüllen, ist dies für Phosphor ausgeschlossen Reduktionserfordernis für Phosphor ist von 170 Tonnen (Referenzzeitraum ) auf 208 Tonnen ( ) gestiegen Seit Mitte der 1990ziger Jahre schwanken die Phosphoreinträge abflussbedingt und es wurden keine Reduktionen mehr erzielt

14 Phosphoreinträge in die Ostsee stagnieren Daten: UBA PLC Berichterstattung

15 Quelle: PLC 6 (HELCOM 2017) Gesamtphosphoreintrag der Oder

16 Atmosphärische Phosphor-Deposition HELCOM: Annahme für BSAP kg P/km 2 /a als Hintergrundwert Reduktion auf 5kg P/km 2 /a basierend auf vereinzelten Messdaten (13%, 6211 Tonnen) UBA F&E zeigt, dass 15 kg P/km 2 /a realistischer sind Recherche zu den Quellen, anthropogener Anteil? Quelle: IOW Warnemünde, M. Pallentin

17 HELCOM-Maßnahmen zur Reduktion der P-Einträge Festlegung erfolgt im Ostseeaktionsplan (2007) und auf den Ministertreffen (2010, 2013, 2018); es erfolgt ein regelmäßiges follow-up durch HELCOM Maßnahmen für Punktquellen Zahlreiche Empfehlungen zur Abwasserbehandlung (gegenwärtig durch EU-Recht überholt, aber Russland an Bord) Empfehlung zum Ersatz von Phosphat in Waschmitteln bis 2015; bei Geschirrspülmitteln freiwillige Selbstverpflichtung der Industrie Aktuell: 2016 Verabschiedung einer Empfehlung zu Klärschlamm P-Rückgewinnung Maßnahmen für diffuse Quellen Zahlreiche Maßnahmen in der Landwirtschaft (Lagerung und Handhabung von Gülle, Einführung der Nährstoffbuchführung, Ausweisung von Hot Spots) WWF 2013

18 P-Rücklösung aus dem Sediment in der Ostsee 0,03 Mio Tonnen Phosphor werden pro Jahr in die Ostsee eingetragen; 1,4 Mio Tonnen sind im Sediment gespeichert; davon sind 0,1 Mio Tonnen sind mobil Eutrophierungsbedingter Sauerstoffmangel führt zur Rücklösung von Phosphor aus dem Sediment - Teufelskreislauf der sich selbst verstärkenden Eutrophierung In Folge der P-Rücklösung aus dem Sediment werden die Ziele des Ostseeaktionsplans erst 100 Jahre nach der Implementierung der Phosphorreduktionsanforderungen erreicht Sauerstoffkonzentrationen in der Ostsee Gustaffson et al 2012 Zeitreihe der Phosphorkonzentrationen (grau) und der Phosphoreinträge (grün) in der zentralen Ostsee (Gustaffson 2017) HELCOM 2013

19 Interne Maßnahmen zur Verminderung des in der Ostsee akkumulierten Phosphors Entfernung von Phosphor Abbaggerung des Sediments Entnahme von Biomasse (Fischerei, Aquakultur - Muscheln oder Algen) Verminderung der Rücklösung aus dem Sediment Belüftung des Tiefenwassers (Oxygenierung des Sediments, Erprobung läuft bereits in Fjorden an der schwedischen Westküste) Phosphor binden durch Zugabe von Aluminium Windgetriebene Pumpe Pumpen in Byfjorden, Schweden Stigebrandt et al ws/news_detail/oxygenationat-a-depth-of-120-metres-cansave-the-baltic-sea.cid987268

20 Deskriptor 5 Eutrophierung der Meeresstrategie- Rahmenrichtlinie Festlegung des guten Zustands 2012: Der gute Zustand hinsichtlich Deskriptor 5 Eutrophierung ist erreicht, wenn der gute ökologische Zustand gemäß WRRL erreicht ist und wenn in der Nordsee der gute Zustand gemäß OSPAR und in der Ostsee der gute Zustand gemäß HELCOM erreicht sind Festlegung von Umweltzielen 2012: Nährstoffeinträge über die Flüsse sind weiter zu reduzieren. Nährstoffeinträge aus der Atmosphäre sind weiter zu reduzieren Nährstoffe über Ferneinträge aus anderen Meeresgebieten sind zu reduzieren. Es wird angenommen, dass der gute Zustand gemäß WRRL und MSRL erreicht werden kann, wenn für Phosphor im Übergangsbereich zwischen limnischen und marinen Verhältnissen mindestens die Orientierungswerte der Fließgewässer für Gesamt-Phosphor und ortho-phosphat-p eingehalten werden.

21 P-Konzentrationen am Übergabepunkt limnisch-marin am Beispiel der Ostseezuflüsse von SH T. Petenati (LLUR)

22 Handlungsbedarf gemäß WRRL & MSRL Mittlere jährliche Stickstoff- und Phosphoreinträge in Nord- und Ostsee ausgewählter deutscher Flussgebietseinheiten im Zeitraum , abgestimmte Zielfrachten und der sich daraus ergebende Reduzierungsbedarf (LAWA 2015) Flussgebietseinheit Meer Zielkonzentration in mg/l TP Zielkonzentration in mg/l TN Bedarf in t P/a Bedarf in % Bedarf in t N/a Eider Nordsee 0,3 2,8 0 0 % % Elbe Nordsee 0,1 2, % % Weser Nordsee 0,1 2, % % Ems Nordsee 0,1 2, % % Rhein Nordsee 0,1 2, % % Schlei / Trave Ostsee 0,15 2, % % Warnow / Peene (MV) Ostsee 0,1 2, % % Oder Ostsee Zielwert für die Oder noch nicht international abgestimmt Quelle: LAWA 2014/ 2015 Prognose der Auswirkungen einer nach Gewässerschutzaspekten novellierten Düngeverordnung Bedarf in %

23 Schlussfolgerungen Um in Nord- und Ostsee den guten Zustand hinsichtlich Eutrophierung zu erreichen, müssen die Nähstoffeinträge weiter gesenkt werden Aus Sicht des Meeresschutzes sollte die Erreichung der Orientierungswerte für Phosphor in den Fließgewässern hinreichend sein Gemäß WRRL/MSRL gibt es keinen erhöhten Reduktionsbedarf von Phosphor gegenüber Stickstoff Die Phosphorreduktionszahlen des Ostseeaktionsplans sind ambitioniert und werden bis 2021 nicht erreicht Dennoch steht DE internen Maßnahmen in der Ostsee kritisch gegenüber und fordert weiterhin einen Fokus auf quellenbezogene Maßnahmen Für die Nordsee laufen nationale Arbeiten zur Ableitung von Nährstoffreduktionszielen

24 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Foto: W. Leujak